Question

FeCl₃在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl₃，再用副產(chǎn)品FeCl₃溶液吸收有毒的H₂S。

I、經(jīng)查閱資料得知：無水FeCl₃在空氣中易潮解，加熱易升華。他們設(shè)計(jì)了制備無水 FeCl₃的實(shí)驗(yàn)方案，裝置示意圖（加熱及夾持裝置略去）及操作步驟如下：

①檢驗(yàn)裝置的氣密性；

②通入干燥的Cl₂，趕盡裝置中的空氣；

③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成；

④……

⑤體系冷卻后，停止通入Cl₂，并用干燥的H₂趕盡Cl₂，將收集器密封。

請回答下列問題：

（1）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                 。

（2）第③步加熱后，生成的煙狀FeCl₃大部分進(jìn)入收集器，少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl₃進(jìn)入收集器，第④步操作是                                                      。

（3）操作步驟中，為防止FeCl₃潮解所采取的措施有（填步驟序號）                  。

（4）如果沒有裝置C的設(shè)計(jì)，會導(dǎo)致                                             。

（5）用離子方程式表示虛線框E中所增加裝置和試劑的作用：                     。

（6）用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到單質(zhì)硫，

請寫出反應(yīng)的離子方程式：                                  。

Ⅱ、反應(yīng)結(jié)束后，將收集器中所得固體完全溶于稀鹽酸，小組同學(xué)對所得溶液金屬陽離子的成分有三種觀點(diǎn)：①只有Fe³⁺；②只有Fe²⁺；③                          。

為探究溶液的組成，實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及反應(yīng)離子方程式
①取少量所得溶液于試管中，加入少量KSCN溶液。		說明：假設(shè)②不成立，假設(shè)①或③成立；的離子方程式是               。
②另取少量所得溶液于試管中，加入少量酸性 KMnO4溶液。	溶液紫紅色退去	說明：                                        。

 

綜合上述實(shí)驗(yàn)分析，所得溶液中含有的金屬陽離子有                                          。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ、（1）2Fe+3Cl₂   2FeCl₃(2分)

（2）用酒精燈對沉積在A右端的FeCl₃加熱(1分)         （3）②⑤(2分)

（4）D裝置中水揮發(fā)到接受器，使FeCl₃潮解(2分)    

（5）Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O (2分)

（6）2Fe³⁺+2H₂S=2Fe²⁺+2 H⁺+S↓(2分)

Ⅱ、③既有Fe³⁺又有Fe²⁺(1分)

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及反應(yīng)離子方程式
	溶液中出現(xiàn)紅色。(1分)	Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3。(2分)
		假設(shè)②或③成立

Fe³⁺、Fe²⁺(1分)

【解析】

試題分析：（1）裝置A中Fe與Cl₂反應(yīng)生成FeCl₃，注意條件和配平可得2Fe+3Cl₂   2FeCl₃。

（2）要使沉積的FeCl₃進(jìn)入收集器，根據(jù)FeCl₃加熱易升華的性質(zhì)，第④的操作應(yīng)該是：在沉積的的FeCl₃固體下方加熱。

（3）裝置干燥，通入的氣體干燥均可防止其潮解，故步驟中②⑤合題意。

（4）裝置C中CaCl₂具有吸水性，可把D中揮發(fā)出的水分吸收，如果沒有裝置C，D裝置中水揮發(fā)到接受器，使FeCl₃潮解。

（5）虛線框E中盛放試劑為NaOH溶液，作用為吸收尾氣中的Cl₂，所以離子方程式為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O。

（6）Fe³⁺具有氧化性，把H₂S氧化為S，可寫出離子方程式為：2Fe³⁺+2H₂S=2Fe²⁺+2 H⁺+S↓。

Ⅱ、根據(jù)①②可得③觀點(diǎn)為既有Fe³⁺又有Fe²⁺；假設(shè)②不成立，假設(shè)①或③成立，說明溶液含有Fe³⁺，加入少量KSCN溶液，發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成Fe(SCN)₃，使溶液變?yōu)榧t色，離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-= Fe(SCN)₃；加入少量酸性 KMnO₄溶液，紫紅色退去，說明溶液含有Fe²⁺，則假設(shè)②或③成立，所以溶液中含有的金屬陽離子為Fe²⁺、Fe³⁺。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)方程式和離子方程式的書寫、離子的推斷、試劑與裝置的作用、實(shí)驗(yàn)方案的分析。